(华东电力设计院有限公司 上海市 200063)
摘要:巴基斯坦卡拉奇K2K3核电项目规划装机容量为2×1100MW级机组,为我国首台华龙一号出口项目,按照7度采取抗震设防措施,常规岛汽机房建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构,考虑到抗震和大跨度轴距要求,屋面采取了部分钢结构屋面,防水等级为Ⅰ级,设两道防水措施,采用机械固定的TPO聚酯内增强防水卷材,本文就工程做法和注意事项做一些探讨交流。
关键词:核电常规岛;钢结构屋面;TPO聚酯内增强防水卷材;
一、前言
巴基斯坦卡拉奇K2K3核电项目规划装机容量为2×1100MW级,建设两台三代百万千瓦级压水堆核电机组(ACP1000技术)。按照合同要求,应积极、慎重地采用新技术、新结构,因地制宜地选用新材料,贯彻建筑节能设计原则。
本项目位于巴基斯坦卡拉奇,地处巴基斯坦南部海岸、印度河三角洲西北部,南濒临阿拉伯海,居莱里河与玛利尔河之间的平原上。一年大部分时间高温少雨,炎热难耐,冬季(1、2月)平均最低气温13℃,夏季(5、6月)平均最高气温34℃。雨量稀少,年平均降水量仅200毫米。
本工程与核安全无关的建、构筑物按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的规定进行抗震设计,抗震设防烈度为7度。
汽轮发电机厂房为完全封闭的框架结构建筑,分别采用复合彩色压型钢板及混凝土屋面进行围护。详见现场施工实景照片(一)、(二)。
汽轮发电机厂房包括-8.500m、±0.000m、运转层9.000m、除氧层20.500m层,共4层。毗邻电气化水披屋分别为±0.000m、9.000m、12.800m、18.400m层。汽机房长与宽分别为107.000m与83.500m。
本项目作为我国核电技术输出具有很好的示范作用,有利于我国今后核电技术的出口,因此结合当地气候条件及项目特点,对项目的屋面防水保温系统进行本地化设计及选材至关重要。最终选用高分子热风焊接搭接、防水严密、耐久性好的TPO单层屋面系统,具体构造层次如下(由上到下):
(1)1.8mm聚酯内增强型TPO防水卷材(机械固定)
(2)100mm厚憎水岩棉板(双层错缝铺设)
(3)0 .3mm 厚PE膜隔汽层
(4)0.75mm厚压型钢底板
(5)结构檩条
做法说明:
1、岩棉板要求:
① 应该满足《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686 的要求。
② 制品的质量吸湿率不大于1.0%,憎水率应不小于98%,吸水率应不大于10%。
③在60KPa的压缩强度下,压缩比不得大于10%;在500N的点荷载作用下,变形量不得大于5mm。
④ 厚度100mm,双层50mm铺设。容重180kg/m³。
⑤ 其余未尽要求详见《单层防水卷材屋面工程技术规程》JGJ/T316。
2、防火等级:岩棉板的材料燃烧性能等级应不低于A级。
二、金属屋面二次选材分析
一般用于金属屋面二次防水层的高分子卷材有三种:TPO、PVC、EPDM。那么如何选择最优的防水卷材?为何TPO防水卷材会胜出?这便需要从耐高温老化性能、抵抗基层变形能力、卷材搭接缝处理方式以及细部防水处理等多方面进行综合考虑。
1、卷材热老化性能分析
金属屋面的金属外板吸收太阳辐射热,造成屋面板夏季温度非常高,能达到将近80℃,而金属板下的空间一般是相对封闭的空间,因此屋面板的高温致使其下部空间保持较高温度,散热比较慢,对其下侧设置的防水层影响很大。高温环境使得卷材的热老化性能成为影响防水效果的第一重要因素。
结合国标相关规定,对三种常见高分子防水卷材的热老化性能(耐热性)进行对比可发现:热老化性能最好的是TPO防水卷材,其在115℃热老化测试672小时后,力学性能保持率依然在90%以上,其低温柔性最优为-40℃。
2、卷材抵抗基层变形能力分析
大跨度钢结构在使用中会发生比较大的变形,高分子防水卷材用于金属自防水屋面一般采用机械固定工法,卷材空铺,可以抵御正常使用下的结构变形。
用于细部节点处理的均质卷材的断裂伸长率有较大的差别。其中TPO的最大,为500%,而钢结构屋面的细部节点处恰恰是屋面受力复杂,变形积累最大的地方,故均质卷材的断裂伸长率优劣至关重要。
3、卷材搭缝处理对比
TPO和PVC高分子卷材的搭接缝均采用热风焊接,无明火施工,可靠性高,焊缝处强度高于TPO卷材本身,保障搭接缝部位。而EPDM卷材比较成熟的搭接缝连接为胶粘处理,施工复杂,国内大多采用的国产胶粘剂耐久性欠佳。
三、施工工序
基层清理→铺设隔汽膜→铺设保温层并机械固定→铺设固定TPO防水卷材(机械固定施工)→热风焊接卷材→细部节点的处理
3.1基层处理及要求
施工前,施工项目部应对基层进行验收,以确保基层符合铺设TPO卷材的要求。铺设TPO卷材能够承受屋面风揭荷载的作用。压型钢板间的连接要平顺、连续,并确保原屋面系统的压型钢板,必须与主体结构有可靠的连接。
3.2铺贴隔汽层
在经验收合格的基层上铺设隔汽层,注意铺设时保持顺直。相邻隔汽膜搭接10cm,搭接缝采用10×1mm丁基胶带粘结,并用压辊压实,避免出现气泡。女儿墙立面、出屋面设备、管道应采用丁基胶带粘接封闭,确保隔绝室内空气,避免室内水汽进入岩棉保温层。
3.3铺设保温层
保温板应采用机械固定安装,本工程采用双层50mm厚保温板,错缝铺设。保温板铺设过程中注意搭接紧密、平整,岩棉安装与后续卷材施工应同步进行,防止沾水受潮。若板块边角受损,应切割整齐后铺设。
3.4卷材的铺设
首先进行放线,施工时首先要进行卷材预铺,采用压型钢板基层时卷材的铺设方向应与压型钢板波纹方向垂直,与屋脊方向平行。卷材预铺从屋面檐口开始,把自然疏松的卷材按轮廓布置在基层上,平整顺直,不得扭曲,卷材长边搭接宽度为120mm,卷材短边搭接80mm,螺钉距离卷材边缘的距离为30mm。
卷材在铺设展开后,应放置15~30分钟,以充分释放卷材内部应力,避免在焊接时起皱。
铺设相邻卷材,沿卷材长向形成宽度为120mm的搭接,搭接应顺水流方向,热空气焊接宽度至少25mm。具体的卷材固定方式根据风荷载计算确定。
四、细部节点
卷材收口:TPO防水卷材收口处应用专业收口压条、收口螺钉固定,通用密封胶密封。针对细部节点,如阴阳角、女儿墙、水落口、天窗等部位,需根据现场工程实际情况,由施工项目部技术人员及时与设计单位、业主等相关单位确定细部做法,并获得相关方的认可。
1)女儿墙天沟、山墙细部节点处理:
山墙、天窗、风机洞口、高低跨等存在平面、立面交接的位置,根据立面上翻高度,确定不同的施工工法。
2)走道板处理
用4mm(表面胎纹处)增强型可焊接TPO走道板,焊接于屋面1.5mm厚TPO防水卷材上。
五、结语
作为新一代高分子防水卷材,TPO高分子防水卷材具有优良的化学物理性能、可焊接性、环保性、易施工性等优势,尤其细部节点处理的严密性逐渐被广大业主及设计师认可。在钢结构金属屋面防水上具有很好的应用优势,合理的防水方案与专业的施工方式,使增加的卷材防水层形成一道密闭、自成体系的防水层,才能达到更好的防水效果。
作者简介
魏建刚,(1971- ),男,高级工程师,主要从事电厂建筑设计工作。